Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Moleküle in Form gebracht werden

13.10.2004


Chemnitzer Physiker beobachten Elektronen bei ihrer Reise durch Moleküle und machen erstmals Elektronenzustände einzelner organischer Moleküle direkt sichtbar



Auf der Suche nach neuen Werkstoffen, Arzneimitteln oder elektronischen Anwendungen ist Physikern der TU Chemnitz in nanometerkleinen Welten ein wichtiger Durchbruch gelungen: Mit Hilfe eines Raster-Tunnel-Mikroskops haben Nachwuchswissenschaftler an der Professur für Analytik an Festkörperoberflächen erstmals Elektronen bei ihrer Reise durch ein organisches Molekül beobachtet. Damit ist es zugleich gelungen, die Struktur des Moleküls aus seinem Inneren heraus sichtbar zu machen.



Was bisher nur quantenmechanisch am Computer berechnet werden konnte, haben die Chemnitzer Physiker am Beispiel von Naphthalocyanin-Molekülen mit Erfolg experimentell unter die Lupe genommen. Und ihre Erkenntnis lautet: Von den jeweiligen Elektronenzuständen hängt ab, in welcher Form sich diese an vierblättrige Kleeblätter erinnernden Moleküle dem Beobachter präsentieren. So sind die zwei Nanometer, also nur zwei Millionstel Millimeter großen Moleküle entweder als kompakte vierzackige Sterne oder aber als bizarre Ringe auf einem Graphitkristall zu sehen. "Tunneln die Elektronen in den energetisch tieferen Elektronenzustand des Moleküls, lässt sich eine Ringform beobachten, tunneln sie in den energetisch höheren Zustand, sehen wir eine kompakte Form", erläutert Prof. Dr. Michael Hietschold, der an der TU die Professur für Analytik an Festkörperoberflächen innehat.

"Die Ermittlung der Elektronenzustände ist entscheidend, um die chemischen Eigenschaften der Moleküle in Zukunft besser zu verstehen", so Prof. Hietschold. Nach seiner Einschätzung sei damit ein wichtiger Schritt gemacht zum Aufbau völlig neuartiger atomarer und molekularer Strukturen. Dabei würden die Aufgabenstellungen der traditionellen Wissenschaftsgebiete Physik und Chemie nahezu vollständig miteinander verschmelzen. Was heute noch Grundlagenforschung in unvorstellbar kleinen Experimentierfeldern ist, könnte bald für viele Lebensbereiche an praktischer Bedeutung gewinnen - etwa für winzigste Bauteile und Apparate oder für die Miniaturproduktion von Stoffen mit genau vorhersagbaren Eigenschaften. Prof. Hietschold: "Und weil dabei nur wenige Moleküle benötigt werden, wäre dies alles mit einem minimalen Aufwand an Energie und Rohstoffen realisierbar."

Durchgeführt wurden die aktuellen Untersuchungen vom indischen Promotionsstudenten Thiruvacheril Gopakumar in dem an der TU Chemnitz eingerichteten Graduiertenkolleg "Akkumulation von einzelnen Molekülen zu Nanostrukturen" der Deutschen Forschungsgemeinschaft.

Weitere Informationen gibt Prof. Dr. Michael Hietschold, Inhaber der Professur Analytik an Festkörperoberflächen der TU Chemnitz, unter Telefon (03 71) 531 31 23 oder per E-Mail hietschold@physik.tu-chemnitz.de.

Mario Steinebach | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-chemnitz.de

Weitere Berichte zu: Analytik Festkörperoberfläche Molekül Physik

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Heiß & kalt – Gegensätze ziehen sich an
25.04.2017 | Universität Wien

nachricht Astronomen-Team findet Himmelskörper mit „Schmauchspuren“
25.04.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur lückenlosen Qualitätsüberwachung in der gesamten Lieferkette

25.04.2017 | Verkehr Logistik

Digitalisierung bringt Produktion zurück an den Standort Deutschland

25.04.2017 | Wirtschaft Finanzen